[發(fā)明專利]一種帶有可調(diào)型場(chǎng)板的高壓二極管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711036397.X
• 申請(qǐng)日: 2017-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107887427B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春偉;李陽(yáng);付小倩;李志明;岳文靜;李威;王靖博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/40;H01L29/861
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

本發(fā)明提出了一種帶有可調(diào)型場(chǎng)板的高壓二極管，包括陰極金屬，陽(yáng)極金屬，場(chǎng)氧化層和位于場(chǎng)氧化層下方的漂移區(qū)，在所述場(chǎng)氧化層的表面設(shè)置若干可調(diào)型場(chǎng)板，相鄰兩個(gè)可調(diào)型場(chǎng)板之間間隔設(shè)定距離；每一個(gè)可調(diào)型場(chǎng)板均連接調(diào)節(jié)電容；通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)型場(chǎng)板和調(diào)節(jié)電容的正負(fù)電極的尺寸，能夠調(diào)節(jié)可調(diào)型場(chǎng)板上的感應(yīng)電位和感應(yīng)電荷量，使得漂移區(qū)內(nèi)獲得均勻的表面電場(chǎng)分布。該結(jié)構(gòu)器件可以改善器件漂移區(qū)表面電場(chǎng)分布，具有很高的耐壓能力、很小的正向壓降和很小的反向恢復(fù)時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，是涉及一種適用于高壓應(yīng)用的帶有可調(diào)型場(chǎng)板的高壓二極管。

背景技術(shù)

高壓二極管具有耐壓高、電流能力強(qiáng)、可集成等優(yōu)點(diǎn)，并且更易與CMOS工藝兼容，因此在智能功率集成電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前高壓二極管設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是如何合理緩和擊穿電壓與正向壓降以及反向恢復(fù)時(shí)間之間的矛盾，并且保證其有較高的穩(wěn)定性。當(dāng)前人們對(duì)高壓二極管研究的焦點(diǎn)主要集中在其漂移區(qū)濃度的設(shè)計(jì)，通過(guò)埋層技術(shù)減小器件表面電場(chǎng)強(qiáng)度(Reducd Sfurace Field,簡(jiǎn)稱RESURF)，以及電阻場(chǎng)極板、Super Junction、漂移區(qū)漸變摻雜等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)擊穿電壓與正向壓降以及反向恢復(fù)時(shí)間的折中。

高壓二極管器件在芯片中發(fā)揮更好的作用，改善器件的擊穿電壓和正向壓降以及反向恢復(fù)時(shí)間關(guān)系是高壓二極管設(shè)計(jì)的一個(gè)重要研究課題。場(chǎng)板技術(shù)可以改善高壓二極管器件的擊穿電壓和正向壓降以及反向恢復(fù)時(shí)間的折中關(guān)系，然而，傳統(tǒng)場(chǎng)板與器件的陰極相連接，具有固定的電位，而器件在耐壓狀態(tài)下漂移區(qū)表面的電位是沿著器件長(zhǎng)度方向變化的，因此，傳統(tǒng)場(chǎng)板在器件耐壓狀態(tài)下的感應(yīng)電荷在器件長(zhǎng)度方向上分布不均勻，使得器件漂移區(qū)不同位置處受到場(chǎng)板的影響大小不同，所以傳統(tǒng)場(chǎng)板無(wú)法使器件漂移區(qū)獲得均勻的電場(chǎng)分布。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提出了一種帶有可調(diào)型場(chǎng)板的高壓二極管，該器件中各場(chǎng)板的作用大小可通過(guò)器件結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，改善了漂移區(qū)電場(chǎng)分布不均勻的問(wèn)題，器件具有更高的耐壓能力、更小的正向壓降和更小的反向恢復(fù)時(shí)間。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明公開(kāi)了一種帶有可調(diào)型場(chǎng)板的高壓二極管，包括陰極金屬，場(chǎng)氧化層和位于場(chǎng)氧化層下方的漂移區(qū)，其特征在于，在所述場(chǎng)氧化層的表面設(shè)置若干可調(diào)型場(chǎng)板，相鄰兩個(gè)可調(diào)型場(chǎng)板之間間隔設(shè)定距離；

每一個(gè)可調(diào)型場(chǎng)板均連接調(diào)節(jié)電容；所述可調(diào)型場(chǎng)板與調(diào)節(jié)電容的正電極相連接，在所述調(diào)節(jié)電容正電極上方設(shè)置調(diào)節(jié)電容負(fù)電極；所有調(diào)節(jié)電容的負(fù)電極通過(guò)金屬互連線與陰極金屬連接；

通過(guò)設(shè)置可調(diào)型場(chǎng)板和調(diào)節(jié)電容的正負(fù)電極的尺寸，能夠調(diào)節(jié)可調(diào)型場(chǎng)板上的感應(yīng)電位和感應(yīng)電荷量，使得漂移區(qū)內(nèi)獲得均勻的表面電場(chǎng)分布。

進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)電容的正、負(fù)電極大小相等，完全對(duì)齊。

進(jìn)一步地，所述器件表面的空隙采用絕緣介質(zhì)層填充。

進(jìn)一步地，所述可調(diào)型場(chǎng)板和調(diào)節(jié)電容的長(zhǎng)度和/或?qū)挾雀鶕?jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。

進(jìn)一步地，所述可調(diào)型場(chǎng)板沿寬度方向斷續(xù)設(shè)置，將寬度方向上的可調(diào)型場(chǎng)板分成若干個(gè)可調(diào)型場(chǎng)板單元，每一個(gè)可調(diào)型場(chǎng)板單元均連接相應(yīng)的調(diào)節(jié)電容單元。

本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了一種應(yīng)用于打印機(jī)、電動(dòng)機(jī)或者平板顯示器上的驅(qū)動(dòng)芯片，采用上述帶有可調(diào)型場(chǎng)板的高壓二極管。

本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了一種打印機(jī)，采用上述的驅(qū)動(dòng)芯片。

本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了一種電動(dòng)機(jī)，采用上述的驅(qū)動(dòng)芯片。

本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了一種平板顯示器，采用上述的驅(qū)動(dòng)芯片。

本發(fā)明有益效果：